Imec geht nächsten Schritt zur Massenfertigung von Perowskit-Solarzellen

Kategorie: Forschung und Entwicklung, Topnews

Wissenschaftler des Forschungszentrums Imec haben ein Perowskit-Solarmodul mit einer Fläche von 16 Quadratzentimetern und einem Wirkungsgrad von 11,3 Prozent entwickelt. Mit einem neuen Fertigungsverfahren, das sich der industriellen Fertigung annähert, erreicht Imec immerhin noch einen Wirkungsgrad von neun Prozent.

Perowskit-Module von Imec

Perowskit-Module von Imec
Foto: Imec

Das Forschungszentrum für Nano-Elektronik Imec meldet einen Wirkungsgrad von 11,3 (Gesamtoberfläche) bzw. 11,9 Prozent (aktive Fläche) für ein 16 Quadratzentimeter großes Perowskite-Dünnschicht-Solarmodul. Nach Angaben von Imec ist das der höchste bisher gemessene Wert für ein Perowskit-Modul dieser Größe.

Laut einer aktuellen Übersicht des National Renewable Energy Laboratory (NREL) gibt es andere Forscherteams, die mit der Perowskit-Technologie bereits Wirkungsgrade von bis zu 20 Prozent erreichen. Robert Gehlhaar, Senior Researcher bei Imec erklärt auf Nachfrage von pv magazine, dass solche Rekorde bisher auf Zellgrößen von nur einem Quadratzentimeter oder weniger erzielt wurden. Das Besondere an dem Imec-Modul sei daher die Flächengröße von 16 Quadratzentimetern, die durch eine serielle Verschaltung von 8 Einzelzellen erziehlt wird. Mit diesem Prozess sei es nun theoretisch auch möglich mehrere hundert kleiner Perowskit-Solarzellen zu einem Solarmodul von Standardgröße zu verschalten.

Ein weiterer Fortschritt der Imec-Entwicklung ist das Herstellungsverfahren, sagt Gehlhaar. Bisherige Wirkungsgradrekorde seinen mit Laborzellen erzielt worden, die im sogenannten Spin-Coating-Verfahren beschichtet werden, so auch das Imec-Modul mit 11,3 Prozent. Das sei aber nur bei kleinen Zellen praktikabel und lässt sich nur schwer im industriellen Maßstab umsetzen. Die Imec-Forscher haben daher auch ein lineares Beschichtungs-Verfahren (linear coating) getestet und damit einen Wirkungsgrad von neun Prozent erreicht. Damit nähere sich der Produktionsprozess weiter der industriellen Massenfertigung an.

Durch unser Know-how in der organischen Photovoltaik können wir schnelle Fortschritte bei der Verbesserung der Wirkungsgrade erreichen", sagt Tom Aernouts, F&E Manager für Dünnschicht-Photovoltaik bei IMEC. Letztendlich sei das Ziel, Umwandlungswirkungsgrade von mehr als 20 Prozent für diese Art von Dünnschicht-Solarzellen zu erzielen.

Perowskit-Solarzellen haben in Forscherkreisen einen gewissen Hype ausgelöst, weil es vorher noch mit keiner anderen Solartechnologie gelang, den Wirkungsgrad im Labor innerhalb von fünf Jahren zu verfünffachen. Für einen kommerziellen Einsatz müssen aber noch einige Hindernisse überwunden werden. Das betrifft unter anderem die Zellgröße, das Herstellungsverfahren und die Lebensdauer. Einen ausführlichen Artikel über die Vorteile und Herausforderungen von Perovskit-Solarzellen finden Sie in der Ausgabe 03/2014 von pv magazine Deutschland ab Seite 55. (Mirco Sieg)


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